为什么显然很难构建具有与火星，欧罗巴或太空中的工作温度相匹配的工作温度的零件？
编辑：没有答案因此解决了我的问题远。我知道所有零件，包括电子和机械零件，以及润滑脂等，都具有相对狭窄的工作温度。我的问题是，为什么我们不制造特殊的冷金属，冷脂和冷切屑，其工作温度范围在-100 C或更低的温度？
有效的答案可能是：它太昂贵了，没有足够的科学方法来确定适用于这种寒冷的材料，而这种寒冷的材料无法在地球闷热的高温中制造。
#1 楼
因为在低温下电子元件的制造过程中没有进行足够的研究和开发。并且探针必须可靠。您不能在250'C的温度下制造零件，而不能期望它们在-100'C的温度下工作，因为例如芯片既有硅零件又有钨零件。两者具有不同的温度与延伸特性，因此零件会分开。
在低温下，您不能使用锡进行焊接，否则会碰到锡害虫。
#2 楼
因为零件只能在有限的温度范围内可靠地工作。如果温度超出范围，则芯片可能无法正常工作，甚至根本无法工作。 0℃。与补偿不同的特性相比，使电池和电子设备保持温暖更简单，更有效。#3 楼
我将针对电子产品，电子零件和机械零件的温度敏感性提出三点：化学反应速率降低，泄漏电流增加。硅芯片通常不会因低温而出现问题。什么是封装以及PCB基板和键合。即使在这里，实际的问题也不是低温，而是温度范围。其原因是这些材料具有不同的热性能，例如导热性和膨胀性。封装的芯片以及与PCB的键合会产生机械应力，从而增加导电材料中微裂纹的机会。
移动电机和齿轮之类的机械零件通常需要润滑剂才能工作。这些润滑剂的机械性能对温度非常敏感。
据我所知，一次电池可以使用的最低温度约为-50C。中学更糟。因此，除了绝缘和加热外，别无选择。通过使用与硅具有相似膨胀性的PCB材料，您可以在低温下工作的电子产品，而无需传统的芯片封装，即可将硅芯片直接安装到基板上。
评论
$ \ begingroup $
为什么电池在低于-50 C的温度下不能存在？此外，太空探测器主要使用核反应堆和太阳能电池板供电。这些有绝对温度限制吗？
$ \ endgroup $
– AnsisMāliņš
13年3月30日在19:45
$ \ begingroup $
好吧，它们仍然存在，但是它们停止运行了。 batteryuniversity.com/learn/article/…我还没有看到带有核反应堆的探测器。他们使用核能发电机或加热器。两者都使用放射性同位素的自然衰变。太阳能电池板可能仍然可以工作，但是例如对于太空机器人，大多数情况下，它们通常与电池结合使用。
$ \ endgroup $
–雅各布
13年3月30日在19:54
#4 楼
在其他问题中未提及的一个因素是，不同的材料会根据温度波动以不同的方式改变其体积。这是恒温器中双金属条的原理，为什么冷冻时管道破裂，为什么食物会“冷冻”。因此，尽管半导体可能对低温具有相当的弹性，但是具有多种材料（不同合金，不同润滑剂）的机械零件却要少一些。 （例如-100C），大概需要在该温度下进行制造，并在该温度下集成到主要组件中，并保持低温直至到达空间。#5 楼
我建议关键原因是可靠性-一旦将探针发射到太空中，它就可以工作。这样，加热已知的，可靠的材料可以安全得多。经过了广泛的测试，而不是“发明”一种无法在地球上完全测试的新材料。
#6 楼
在化学领域，您将在那里学习他们认为您与某些金属/非金属的性质有关的物质组成。它们具有一定的限制，例如熔点/凝固点。温度在电子产品中确实很重要。当您对计算机进行超频时，您需要液氮来冷却芯片。其他任何设备也是如此。
进入太空的电子设备不仅面临这个问题，而且必须谨慎对待可能破坏数据的辐射。因此，流动站通常携带额外的芯片/电池进行备份。他们在那里收集的数据非常重要。
评论
嗯...您的问题是为什么太空探测器需要加热。您对此有一些好的答案。为什么很难？您还可以得到一些答案（组件中的机械应力a.s.o）。正如我提到的电子产品。它可能，但是复杂且昂贵。对于电池，没有我知道的解决方案。都不使用润滑剂。因此，我想答案可能是尚未完成足够的研究或没有可能。如果您对这些答案不满意，最好单独评论每个答案（以便通知用户），以说明他们的答案与您的原始问题不符的地方。如果您仅回答不正确的答案来更新您的问题，则不会有人收到更改通知-您将不太可能收到正确答案。
请注意，超导通常来自低温下的不良导体。无论哪种方式，电子设备中组件的电导率都需要或多或少保持不变，以使设备正常工作。在这方面，超导电性不好。
作为数据点，一个原因是除冰。 TES仪器需要保持其光学器件无积冰。在接近真空的情况下，保持恒温可能是一个困难的工程问题。 （另请参阅《火星包装》，它主要关注人为因素，但可以使您了解真空和低重力条件下机器人技术所面临的挑战。）